Peran Mikoriza Arbuskula pada Insidensi Penyakit Busuk Pangkal Batang Lada

Transkripsi

1 ISSN: Volume 12, Nomor 5, September 2016 Halaman DOI: /jfi Peran Mikoriza Arbuskula pada Insidensi Penyakit Busuk Pangkal Batang Lada The Role of Mycorhizal Arbuscular to the Incidence of Foot Rot Disease on Pepper Plant Halim*, Mariadi, La Karimuna, Rachmawati Hasid Universitas Halu Oleo, Kendari ABSTRAK Salah satu kendala dalam budi daya tanaman lada ialah penyakit busuk pangkal batang yang disebabkan oleh cendawan Phytophthora capsici. Penelitian dilakukan untuk mengamati peran cendawan mikoriza arbuskula (CMA) terhadap insidensi penyakit busuk pangkal batang pada bibit tanaman lada. Penelitian dilakukan di rumah kasa dan disusun menggunakan rancangan acak lengkap dengan 6 perlakuan, yaitu (1) tanah terinfestasi P. capsici (TPC) sebagai kontrol negatif, (2) tanah steril (TS) sebagai kontrol positif, (3) TPC ditambah 5 g propagul CMA, (4) TPC ditambah 10 g CMA, (5) TPC ditambah 15 g CMA, dan (6) TPC ditambah 20 g CMA. Peubah yang diamati ialah tinggi tanaman, jumlah tunas, insidensi penyakit, persentase infeksi PM pada perakaran tanaman lada, serta kebergantungan tanaman lada terhadap CMA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aplikasi 20 g CMA per 10 kg tanah efektif menekan insidensi penyakit busuk pangkal batang dan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Kata kunci: Phytophthora capsici, propagul mikoriza arbuskula, insidensi penyakit ABSTRACT Stem rot or foot rot disease caused by Phytophthora capsici is known as an important constraint on pepper cultivation. Research was conducted to determine the effect of arbuskula mycorhizal fungi (AMF) on incidence of foot rot disease of pepper seedlings. The experiment was done in the net house and arranged using completed randomized design with 6 treatments, i.e. (1) soil infested by P. capsici (TPC) as negative control treatment, (2) sterilized soil (TS) as positive control treatment, (3) TPC with 5 g of AMF, (4) TPC with 10 g AMF, (5) TPC with 15 g AMF, and (6) TPC with 20 g AMF. Observation involved plant height, number of shoots, disease incidence, the percentage of AMF infection on the roots of pepper plants, and pepper plants dependence on AMF. The results showed that the application of AMF at a dose of 20 g per 10 kg of soil effectively suppressed incidence of foot rot disease and improve plant growth. Key words: disease incidence, Phytophthora capsici, propagule of mycorhizal arbuscular *Alamat penulis korespondensi: Fakultas Pertanian, Universitas Halu Oleo. Jalan H.E.A Mokodompit Anduonohu, Kota Kendari, Sulawesi Tenggara, Tel: , Faks: , surel: haliwu_lim73@yahoo.co.id 178

2 PENDAHULUAN Tanaman lada (Piper nigrum) merupakan tanaman rempah yang banyak digunakan untuk menambahkan rasa pada hampir semua jenis masakan. Selain itu, tanaman lada dapat meningkatkan pendapatan petani karena harganya yang cukup mahal, baik di pasar tradisional, nasional maupun pasar domestik. Salah satu kendala yang dihadapi dalam budi daya tanaman lada ialah serangan penyakit busuk pangkal batang yang disebabkan oleh Phytophthora capsici. Serangan pada daun menyebabkan bercak pada bagian tengah atau tepi daun, sedangkan serangan pada akar menyebabkan tanaman layu dan mati. Salah satu cara pengendalian penyakit busuk pangkal batang ialah penggunaan cendawan mikoriza arbuskula (CMA) sebagai pupuk hayati dan proteksi biologi. CMA secara umum dapat memberikan manfaat secara langsung untuk melindungi tanaman inang dari patogen akar melalui hifa eksternalnya, meningkatkan serapan air dan unsur hara, serta meningkatkan ketahanan tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan peran mikoriza arbuskula terhadap penurunan intensitas penyakit busuk pangkal batang pada bibit tanaman lada. BAHAN DAN METODE Bahan CMA yang digunakan berasal dari perakaran gulma yang tumbuh di taman hayati Universitas Halu Oleo, Kendari. CMA diperbanyak menggunakan tanaman jagung di rumah kasa (Halim 2012). Perbanyakan tersebut berupa campuran akar tanaman, tanah, dan CMA (spora dan hifa). Tanaman lada yang digunakan ialah varietas Petaling. Setek bibit tanaman lada yang digunakan berasal dari sulur panjat dan sulur gantung yang berumur 2 3 tahun. Setek ditanam pada pot pembibitan berisi campuran tanah dan pupuk organik (1:0.5). Setek dirawat sampai terbentuk mata tunas pada ruas. Selanjutnya setek yang telah bertunas ini dipindahkan ke dalam kantong plastik yang telah disiapkan sesuai dengan perlakuan. Setiap kantong plastik berisi 2 setek bibit tanaman lada. Tanah diambil dari lapangan, yang disterilkan menggunakan oven tungku. Tanah steril ini digunakan sebagai kontrol positif (TS). Tanah yang terinfestasi oleh P. capsici (TPC) diambil langsung dari sekitar perakaran tanaman lada yang sakit dan terindikasi mengandung inokulum P. capsici. Tanah ini digunakan sebagai kontrol negatif dan perlakuan lainnya menggunakan propagul CMA. dan Rancangan Percobaan Setiap pot percobaan berisi medium tanah sebanyak 10 kg. yang diuji (Tabel 1) masing-masing diulang sebanyak 3 kali. Aplikasi CMA dilakukan bersamaan dengan pemindahan bibit tanaman lada. CMA diletakkan di bawah setek bibit lada supaya akar yang tumbuh dapat segera kontak dengan CMA. disusun dalam rancangan acak lengkap. Data hasil penelitian dianalisis dengan analisis ragam yang dilanjutkan dengan uji berganda duncan pada taraf kepercayaan 95%. Tabel 1 uji cendawan mikoriza arbuskula Kode perlakuan Kontrol negatif (TPC) Kontrol Positif (TS) TPC + CMA5 TPC + CMA10 TPC + CMA15 TPC + CMA20 Keterangan Tanah steril Tanah yang terinfestasi oleh P. capsici Tanah terinfestasi P. capsici + 5 g cendawan mikoriza arbuskula Tanah terinfestasi P. capsici + 10 g cendawan mikoriza arbuskula Tanah terinfestasi P. capsici + 15 g cendawan mikoriza arbuskula Tanah terinfestasi P. capsici + 20 g cendawan mikoriza arbuskula 179

3 Pengamatan Peubah yang diamati ialah: (1) tinggi tanaman yang diamati pada umur 1 5 minggu setelah aplikasi CMA, (2) jumlah sulur yang diamati pada umur 1 5 minggu setelah aplikasi CMA, (3) insidensi penyakit pada umur 1 5 minggu setelah aplikasi CMA, (4) persentase infeksi CMA pada akar tanaman lada, serta (5) kebergantungan tanaman lada terhadap CMA. Insidensi penyakit (IP) dihitung menggunakan rumus: KP = n/n 100%, dengan n, jumlah daun tanaman yang terserang patogen; N, total daun tanaman yang diamati. Persentase infeksi dihitung menggunakan rumus: r 1 PI = 100%, dengan r 1 + r 2 PI, persentase infeksi CMA pada akar; r 1, jumlah contoh akar yang terinfeksi; r 2, jumlah contoh akar yang tidak terinfeksi. Kebergantungan tanaman lada terhadap CMA dihitung menggunakan rumus: Nilai kebergantungan = A - B 100%, dengan A A, bobot kering tanaman bermikoriza arbuskula; dan B, bobot kering tanaman tanpa mikoriza arbuskula. Pewarnaan Akar Pewarnaan akar tanaman digunakan untuk mengamati infeksi CMA pada perakaran tanaman menggunakan zat warna fuksin 0.05%. Hasil pewarnaan kemudian diamati menggunakan mikroskop (Brundrett 2008). HASIL Rata-rata tinggi tanaman lada perlakuan TPC + CMA20 menunjukkan hasil yang sama dengan kontrol positif (Tabel 2). Rata-rata jumlah sulur tanaman lada pada perlakuan TPC + CMA15 dan TPC + CMA20 menunjukkan hasil yang lebih tinggi daripada kontrol positif (Tabel 3). Rata-rata insidensi penyakit terendah pada minggu ke-1 sampai ke-5 ialah perlakuan tanah terinfestasi P. capsici + 20 g CMA (TPC + CMA20). Insidensi penyakit pada perlakuan tersebut di minggu ke-1 sampai ke-5 hasilnya tidak berbeda nyata dengan perlakuan kontrol positif (TS) (Tabel 4). Rata-rata persentase infeksi CMA pada akar tanaman lada tertinggi terdapat pada perlakuan TPC + CMA20 yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya (Tabel 5). Perakaran tanaman lada yang terinfeksi oleh CMA nampak adanya vesikula dan hifa internal (Gambar 1). Rata-rata bobot kering tanaman lada tertinggi terdapat pada perlakuan TPC + CMA5 yang hanya berbeda nyata dengan perlakuan TPC + CMA15. Nilai kebergantungan tanaman lada terhadap CMA tertinggi ialah TPC+CMA20, yaitu 23.84% (Tabel 6). PEMBAHASAN Aplikasi CMA dapat memperbaiki pertumbuhan bibit tanaman lada sebagaimana diperlihatkan pada peubah tinggi tanaman dan jumlah sulur. Tinggi tanaman dan jumlah sulur Tabel 2 Tinggi tanaman lada pada minggu ke-1 5 setelah aplikasi cendawan mikoriza arbuskula Tinggi tanaman lada (cm) pada minggu ke Kontrol negatif (TPC) d d e e e Kontrol positif (TS) a a a a a TPC + CMA bc cd 4100 d c d TPC + CMA c cd c d c TPC + CMA b b b b b TPC + CMA a a a a a 180

4 Tabel 3 Jumlah sulur tanaman lada pada minggu ke-1 5 setelah aplikasi cendawan mikoriza arbuskula Jumlah sulur tanaman lada pada minggu ke Kontrol negatif (TPC) 1.66 c 1.66 c 2.66 c 3.33 c 3.66 d Kontrol positif (TS) 4.33 a 5.00 a 5.66 a 5.66 b 5.66 b TPC + CMA b 3.00 b 4.00 b 4.33 b 4.33 c TPC + CMA c 2.66 b 3.33 b 4.00 b 4.33 c TPC + CMA a 5.00 a 6.00 a 6.33 a 6.33 a TPC + CMA a 5.00 a 5.66 a 6.33 a 6.33 a Data ditransformasi dengan menggunakan [ x+0.5] saat analisis statistik dilakukan. Tabel 4 Insidensi penyakit pada minggu ke-1 5 setelah aplikasi cendawan mikoriza arbuskula Insidensi penyakit (%) pada minggu ke Kontrol negatif (TPC) a a a a a Kontrol positif (TS) 0.00 c 0.00 d 0.00 d 0.00 d 0.00 d TPC + CMA b 4.94 b 6.66 c 8.33 c 7.62 c TPC + CMA b 9.52 c b b b TPC + CMA b 5.15 b 6.73 c 8.36 c 7.40 c TPC + CMA c 0.00 d 0.00 d 0.00 d 0.00 d Tabel 5 Persentase infeksi cendawan mikoriza arbuskula pada akar tanaman lada Infeksi cendawan mikoriza arbuskula pada akar tanaman lada (%) Kontrol negatif (TPC) c Kontrol positif (TS) b TPC + CMA c TPC + CMA c TPC + CMA d TPC + CMA a Data ditransformasi dengan menggunakan Arcsin ([ data/100]) [180/π]) saat analisis statistik dilakukan. terbaik diperlihatkan oleh perlakuan TPC + CMA20, dan tidak ditemukan adanya insidensi penyakit hingga akhir penelitian. Hal ini menunjukkan CMA membantu bibit tanaman lada menyerap unusr hara dan air serta mampu melindungi perakaran tanaman dari serangan P.capsici. Sabine et al. (2012) menyatakan bahwa CMA mempunyai kemampuan untuk melindungi perakaran tanaman dari serangan patogen. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Rachmawati dan Halim (2011), aplikasi CMA pada berbagai dosis memberikan pengaruh yang lebih baik terhadap pertumbuhan bibit tanaman lada dibandingkan dengan tanpa CMA. 181

5 Vesikula Hifa internal A Gambar 1 A, Jaringan akar tanaman lada yang tidak terinfeksi oleh cendawan mikoriza arbuskula; B, Jaringan akar tanaman lada yang terinfeksi oleh cendawan mikoriza arbuskula, nampak adanya vesikula dan hifa internal. Tabel 6 Bobot kering dan nilai kebergantungan tanaman lada terhadap cendawan mikoriza arbuskula Bobot kering Nilai kebergantungan (g) (%) Kontrol negatif (TPC) 6.91 a 0.00 Kontrol positif (TS) 5.29 a TPC + CMA a 8.47 TPC + CMA a 5.08 TPC + CMA b TPC + CMA a B Perkembangan penyakit P. capsici sangat cepat jika tanpa inokulasi CMA. Lambatnya gejala penyakit pada tanaman bermikoriza arbuskula disebabkan oleh CMA yang memberikan perlindungan fisik dengan membentuk struktur lapisan hifa tipis pada permukaan akar tanaman (Sabine et al. 2002). CMA dapat menghasilkan zat pengatur tumbuh, mampu membentuk penghalang fisik serta mengeluarkan antibiotik tertentu untuk menghalangi perkembangan patogen tular tanah (Djunaedy 2008). Aplikasi CMA pada penelitian ini dilakukan dengan meletakkan propagul CMA di bawah bibit tanaman lada dengan harapan akar tanaman yang terbentuk langsung terinfeksi CMA serta hifa-hifanya menyelimuti perakaran tanaman. Dengan terinfeksinya akar tanaman lada oleh CMA, maka P. capsici tidak mampu menembus perakaran 182 tanaman. Semakin tinggi persentase infeksi cendawan pada perakaran tanaman lada, pertumbuhan bibit tanaman lada semakin baik serta menurunkan insidensi penyakit yang berdampak pada tingginya kebergantungan bibit tanaman lada terhadap CMA. Infeksi CMA pada perakaran tanaman lada ditandai dengan adanya vesikula dan hifa internal. CMA yang menginfeksi sistem perakaran tanaman inang akan memproduksi jalinan hifa secara intensif sehingga tanaman inang akan meningkat kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air (Preston 2007). Infeksi CMA pada akar tanaman lada berhubungan dengan tingkat responsif tanaman sebagai inang dan daya infeksi CMA terhadap akar tanaman. Keadaan fisik perakaran tanaman, ketersediaan unsur hara tertentu serta eksudat akar akan memengaruhi tingkat infeksi CMA pada akar. Keefektifan infeksi CMA ditentukan

6 oleh interaksi tanaman inang sebagai penyedia karbon dari eksudat akar yang dibutuhkan oleh cendawan mikoriza arbuskula (Bradbury et al. 1991). Infeksi CMA pada tanaman lada akan lebih mudah jika tanaman lada tersebut sehat. Perkembangan spora CMA dan awal pertumbuhan tabung hifa dapat terjadi pada kondisi tidak ada tumbuhan inang, tetapi eksudat akar yang mudah menguap di daerah rizosfir menstimulasi terbentuknya percabangan hifa CMA dengan cepat dan secara ekstensif hifa mampu memasuki daerah perakaran (Kape et al. 1992). Simbiosis antara CMA dengan akar tanaman inang dimulai setelah spora berkecambah yang ditandai dengan percabangan hifa yang aktif dan pembentukan hifa eksternal (Tamasloukht et al. 2003). Hifa CMA yang telah berada disekitar perakaran akan mengadakan kontak dan berdiferensiasi membentuk appresorium (Nagahashi dan Douds 1997), membentuk hifa internal, hifa intrasel, arbuskula serta vesikula (Jane dan Delp 1998). Setelah terjadi interaksi antara CMA dengan tanaman inang, hifa akan terdeferensiasi menjadi runner hyphal (RH), absorptive hyphal network (AHN) dan hyphal bridges (HB) (Read 1992). Nilai kebergantungan tanaman terhadap CMA identik dengan persentase kenaikan bobot kering tanaman yang diinokulasi dengan CMA. Semakin tinggi nilai kebergantungan tanaman terhadap CMA, maka persentase kenaikan bobot pupus kering tanaman juga semakin tinggi. Terdapat korelasi positif antara bobot pupus kering tanaman dengan nilai kebergantungan tanaman terhadap CMA (Halim 2012). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa semakin tinggi dosis CMA yang diaplikasikan pada tanaman, maka insidensi penyakit semakin rendah, bahkan pada perlakuan TPC + CMA20 tidak ada insidensi penyakit. Oleh karena itu, penyediaan bibit tanaman lada yang sehat sebelum dipindahkan ke lapangan sangat penting, sehingga tanaman lada mempunyai tingkat adaptasi yang tinggi terhadap lingkungan serta mempunyai ketahanan terhadap serangan penyakit, khususnya penyakit tular tanah. CMA dapat digunakan sebagai pemacu ketahanan tanaman lada terhadap serangan penyakit busuk pangkal batang sejak di pembibitan sampai tanaman lada dipindahkan ke lapangan. UCAPAN TERIMA KASIH Tim penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia melalui Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi atas bantuan dana penelitian melalui skema Hibah Bersaing. DAFTAR PUSTAKA Bradbury SM, Petreson RL, Boeley SR Interaction between three alfalfa nodulation genotypes and two Glomus species. New Phytol. 119: DOI: tb01014.x. Brundrett M Mycorrhizal associations. The web resource, method for identifying mycorrhizas. [diunduh 3 Desember 2015]. Djunaedy A Aplikasi fungisida sistemik dan pemanfaatan mikoriza dalam rangka pengendalian patogen tular tanah pada tanaman kedelai (Glicyne max L.). J Embryo. 2(5): Halim Peran mikoriza indigenous terhadap indeks kompetisi antara tanaman jagung (Zea mays L.) dengan gulma Ageratum conyzoides. Berkala Penelitian Agronomi. 1: Jane BS, Delp TDG Regulation of root and fungal morphogenesis in mycorrhizal symbiosis. 116: Kape R, Wex K, Parniske, Werner D Legume roots metabolites and VAmycorrhiza development. J Plant Physiol. 141: DOI: S (11) Nagahashi G, Douds DD Appresorium formation by arbuskula mikoriza fungi on 183

7 isolated cell walls of carrot roots. New Phytol. 136: DOI: org/ /j x. Preston S Alternative Soil Amendements. NCAT Agriculture Specialist. National Suistanable Agriculture Information Service. ATTRA Publication. attra.ncat.org/attra-pub/pdf/altsoil.pdf. [diunduh 8Maret 2015]. Rachmawati H, Halim Respon bibit tanaman lada terhadap aplikasi mikoriza indigenous gulma. J Agroteknos. 1(1): Read DJ The mycorrhizal mycelium. Di dalam: Allen MF, editor. Mycorrhizal Functioning: An Integrative Plant-Fungal Process. London (UK): Springer Science and Business Media. Jung SC, Martinez-Medina A, Lopez-Raez JA, Pozo MJ Mycorrhiza-induced resistance and priming of plant defenses. J Chem Ecol. (38): DOI: doi.org/ /s Tamasloukht M, Delmas ANS, Kluever A, Roux JC, Becard G, Franken P Root factors induce mitochondrial related gene express fungal respiration during the developmental switch for symbiosis to presymbiosis in the arbuscular mycorrhiza Gigaspora mosea. Plant Physiology. 131(3): DOI: org/ /pp